Mit der Finishing Toolbox schnell zum performanten, zuggeregelten Aufwickler

Standardisiertes Engineering mit Funktionsbausteinen

Mit standardisierten Funktionsbausteinen aus der Finishing Toolbox von Siemens generiert L.R. Schmitt Nachfolger, der europaweit führende Hersteller von Flammkaschieranlagen, künftig performante Automatisierungslösungen. Den Anfang macht eine SPS-basierte Aufwicklerapplikation am Linienende, die automatisch konstante Bahnzüge und damit gleichbleibend hohe Wickelqualität über den gesamten Durchmesserbereich hinweg realisiert.

Herausforderung

Vielfältige Materialien sicher beherrschen

Das Flammkaschieren ist ein produktives, wirtschaftliches und vielseitiges Verfahren für die Herstellung textiler Verbundmaterialien von Rolle zu Rolle. Europaweit führender Hersteller von Flammkaschieranlagen ist die L.R. Schmitt Nachfolger Sondermaschinenbaugesellschaft m.b.H aus Aschaffenburg. Deren Anlagen produzieren ohne große Umbaumaßnahmen sowohl dicke als auch dünne, wahlweise zwei- oder dreischichtige  Verbundmaterialien für diverse Anwendungen.

 

Kernkomponente ist dabei immer ein Schaummaterial, das durch kontrolliertes Beflammen im Durchlauf angeschmolzen und dadurch klebrig wird. So lässt sich das Trägermaterial einfach und schnell mit beliebigen Sicht- und/oder Funktionsschichten kaschieren. Typische Endanwendungen sind Sitzbezüge, Türverkleidungen und Himmelstoffe für die Automobilindustrie, die mit einem Anteil von über 90 Prozent der größte Endkunde ist. Kosten und Qualität sind hierbei maßgeblich.

 

Insbesondere für Auftragskaschierer ist die Flexibilität, verschiedenste Materialien auf ein und derselben Anlage herstellen zu können, essenziell, was wiederum den Maschinenbau besonders fordert: So muss bei allen Materialdicken ein konstanter Bahnzug gewährleistet werden. Dies wird vor allem beim Kaschieren dünnerer Endprodukte, deren Anteil kontinuierlich wächst, immer wichtiger und anspruchsvoller. Diese können schnell Falten werfen, wenn man sie zu locker wickelt, andererseits irreversibel geschädigt werden oder Blasen bilden, wenn man sie überdehnt.

 

Bei Produktionsgeschwindigkeiten von 35 m/min und mehr musste der Bediener bislang das Aufwickeln ständig beobachten, um bei Bedarf schnell eingreifen und den Bahnzug über das Motordrehmoment anpassen zu können. Und das bei einer extremen Bandbreite bei den Bahnzügen von mittlerweile 20 N bis 500 N, beziehungsweise unterschiedlichen Bahngeschwindigkeiten. Eine weitere „Störgröße“ sind unterschiedliche Anfangsdurchmesser der verschiedenen Kaulenwagen.

Beim Aufwickeln dünnerer und flexiblerer Materialien stießen wir an Grenzen und mussten handeln und eine performante, idealerweise vollautomatisierte Bahnzugregelung für alle Maschinen-Setups entwickeln.
Peter Klaucke, Sales & Service Agent bei L.R. Schmitt
Lösung

Wickler und Zugregelung aus standardisierten Funktionsbausteinen

Wegen deren Zuverlässigkeit, Verfügbarkeit und Reputation auf dem Weltmarkt setzt der Sondermaschinenbauer schon seit Jahren auf durchgängige Automatisierungstechnik von Siemens. Aktueller Standard sind unter anderem Advanced Controller SIMATIC S7-1500 sowie ein modulares Antriebssystem bestehend aus SINAMICS S120 und performanten Servomotoren SIMOTICS S. Vom lokalen Siemens-Vertriebsingenieur vorgeschlagen, wurde das SINAMICS Antriebssystem am Aufwickler als Schlüssel zur Lösung diskutiert, da dieses alle für performantes Auf- und Abwickeln erforderlichen Prozessparameter quasi frei Haus liefert. Und mit der Finishing Toolbox liefert Siemens die geeigneten Werkzeuge für deren Nutzung dazu: Standardbibliotheken mit funktionsfähigen und getesteten Funktionsbausteinen, darauf ausgerichtet, individuelle Automatisierungslösungen für die Textilveredelung schnell und sicher zu erstellen. Derzeit umfasst die Finishing Toolbox die Module Auf-und Abwickler, Zugregelung, Elektronisches Getriebe, Lastausgleich, Geteilte Kette und Sollwert-Kaskade. Weitere Bausteine finden sich in der ergänzenden Converting Toolbox.

 

Die kostenfreie Toolbox ist verfügbar für die Automatisierungsplattformen SIMOTION, SIMATIC und SINAMICS.

Die extrem vielfältigen, vorgetesteten und vor allem kostenfrei nutzbaren Möglichkeiten der Finishing Toolbox hat uns ein mehrtägiger Converting Workshop bei Siemens in Erlangen aufgezeigt.
Peter Klaucke, Sales & Service Agent bei L.R. Schmitt

Für die erste praktische Anwendung hat sich L.R. Schmitt die Unterstützung von Siemens Würzburg und eines Antriebsspezialisten des Applikations-Centers (APC) bei Siemens in Erlangen geholt. Letzterer hat in kürzester Zeit eine performante Aufwicklerapplikation für eine kontinuierlich arbeitende Flammkaschieranlage bei der Hofer Textilveredelungs GmbH realisiert und ins bestehende Anwenderprogramm eingebunden. Der Auftragskaschierer und der Sondermaschinenbauer kooperieren bei Innovationsthemen schon länger. Kernfunktionen des innovierten Aufwicklers sind ein Durchmesserrechner und eine Zugregelung mit Erfassung des Ist-Bahnzuges per Zugmessdose. Der aktuelle Ballendurchmesser ergibt sich aus dem Verhältnis der Warenbahnsollgeschwindigkeit und der Ist-Drehzahl des Wicklers. Damit lässt sich mit steigendem Durchmesser relativ einfach die Drehzahl reduzieren, das Drehmoment entsprechend erhöhen und so automatisch der Bahnzug auf einen Sollwert regeln. Die Finishing Toolbox unterstützt grundsätzlich gängige Wicklerfunktionen wie Drehmomentvorsteuerung, Durchmesserberechnung und Wickelhärtenkennlinie. Und Reglerkonzepte basierend auf Tänzersystemen und Zugmessdosen sowie die indirekte Zugregelung.

 

Der Maschinenbauer hat mittlerweile eine weitere Anlage mit zwei Aufwicklern in eigener Regie umgesetzt und in Betrieb genommen. Er konnte dazu die gemeinsam mit Siemens erarbeitete Applikation einfach duplizieren und an die spezifischen Gegebenheiten der Anlage anpassen.

Wir werden auch zukünftige Automatisierungslösungen mit den standardisierten Funktionsbausteinen der Finishing Toolbox realisieren, schnell, komfortabel und kostenoptimiert. Einfacher können wir unseren Kunden echten Mehrwert kaum bieten.
Peter Klaucke, Sales & Service Agent bei L.R. Schmitt
Kundennutzen

Schnell und einfach zum geregelten Aufwickler – Mehrwert für Anwender

Mit den vorgefertigten und getesteten Funktionsbausteinen der Finishing Toolbox konnte in kurzer Zeit eine performante Wicklerapplikation generiert und ins vorhandene SPS-Programm der Anlage eingebunden werden.

 

Der Bediener gibt nun den gewünschten Bahnzug und den Anfangsdurchmesser der Kaule vor und startet die Produktion. Die Wicklerapplikation sorgt über den gesamten Prozess für konstante, dem jeweiligen Material angepasste Bahnzüge und damit für ein optimales Wickelbild. Der Bediener muss nicht mehr händisch eingreifen und kann sich voll und ganz auf die Ver- und Entsorgung der Anlage(n) konzentrieren.

 

Der nun automatisierte Wickelprozess führt zu konstant hoher Produktqualität über das gesamte Spektrum hinweg. Auch dünne Materialien werden weder überdehnt noch zu locker aufgewickelt, dadurch Falten, Blasen und weitere Fehler verhindert, was die Ausschussquote deutlich reduziert.

 

Die optimierte Wicklerapplikation lässt sich einfach auf weitere Wickler oder Anlagen übertragen und anpassen. Darüber hinaus erschließt die Finishing Toolbox viele weitere Ansatzpunkte für innovative Veredelungsanlagen.